实验楼计算书(7)

高校实验楼毕业设计

第1层A、D柱的反弯点高度为： 查表得 y0=0.55 y1=0 y2=0 y3=0 所以y=0.55

同理可算出各层的反弯点高度，各层的反弯点高度详见弯矩计算表中。

表6-3 A、D柱弯矩计算表

hi

层号 5 4 3 2 1

表6-4 B、C柱弯矩计算表

hi

层号 5 4 3 2 1

表6-5 风载作用下柱端剪力和轴力计算图

层次 5

AB,CD梁剪力计算 M1

M2

l

VA,D

BC梁剪力计算 M3

M4

l

柱轴力计算

/m 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3

K 4.05

V 6.41

∑Dij Di/∑Dij 50666

Di

Vi

y 0.45 0.50 0.50 0.50 0.55

yh 1.49 1.65 1.65 1.65

Mc上 Mc下 Mb总 3.22 4.78 6.63 8.48

2.64 4.78 6.63 8.48

3.22 7.41 11.41 15.11

14028 0.277 1.77 14028 0.277 2.90 14028 0.277 4.02 14028 0.277 5.14 17168 0.277 6.85

/m 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3

K 2.37

V 6.41

∑Dij Di/∑Dij 50666

Di

Vi

y 0.42 0.45 0.50 0.50 0.55

yh 1.39 1.49 1.65 1.65 1.82

Mc上 Mc下 Mb总 2.74 5.10 6.70 8.54

1.98 4.17 6.70 8.54

14.78 7.09 10.87 15.23 17.67

11305 0.223 1.43 11305 0.223 2.81 11305 0.223 4.06 11305 0.223 5.17 13818 0.223 6.15

2.37 12.60 50666 2.37 18.19 50666 2.37 23.19 50666 2.37 27.59 61972

9.14 11.17

4.05 10.46 50666 4.05 14.51 50666 4.05 18.56 50666 6.18 24.74 61972

1.82 10.18 12.44 18.66

VB,C A,D柱轴力 B,C柱轴力

-0.64

-0.25

2.74 1.88 7.2 0.64 1.34 1.34 3 0.89

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4 3 2 1

7.09 4.33 7.2 1.59 3.08 3.08 10.87 6.66 7.2 2.44 4.75 4.75 15.23 8.82 7.2 3.34 6.29 6.29 17.67 10.90 7.2 3.97 7.76 7.76

3 2.06 3 3.16 3 4.19 3 5.18

-2.23 -4.66 -8.00 -11.97

-0.72 -1.45 -2.30 -3.51

图6-2 风荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图

6.2 地震荷载计算

6.2.1 横向自振周期的计算

横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。 基本自振周期T1（s）可按下式计算：

T1=1.7ψT （uT）1/2 (6-7) 注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。

ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。 uT按以下公式计算：

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VGi=∑Gk (6-8) （△u）i= VGi/∑D ij (6-9)

uT=∑（△u）k

(6-10)

注： ∑D ij 为第i层的层间侧移刚度。 （△u）i为第i层的层间侧移。 （△u）k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。

结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第四层的Gi为G4和Ge之和。

表6-6 结构顶点的假想侧移计算

层次 5 4 3 2 1

T1=1.7ψT （uT）1/2 =1.7×0.6×(47.44×10－3)1/2 =0.222(s)

6.2.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算

本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：

结构等效总重力荷载代表值Geq Geq=0.85∑Gi

=0.85×（9336.75+7006.55×3+6976.10） =31732.63（KN）

计算水平地震影响系数а1 查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s。 查表得设防烈度为7度的аmax=0.08

33

Gi（KN） ∑D i（N/m） 9336.75 7006.55 7006.55 7006.55 6976.10

△u（ im）ui（m）

759990 12.28×10－3 47.44×10－3 759990 9.22×10－3

－

759990 9.22×103

35.16×10－3 25.94×103

－

759990 9.22×10－3 929580 7.50×10－3

16.72×10－3 7.50×10－3

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结构总的水平地震作用标准值FEk FEk=а1Geq =0.08×31732.63 =2538.61（KN）

因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s＞T1=0.216s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。 各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk） (6-11) 地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为

Vi=∑Fk（i=1，2，…n） (6-12) 计算过程如下表：

表6-7 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表

层次

Hi（m） Gi（KN） GiHi（KN·m） GiHi/∑GjHj

16.5 13.2 9.9 6.6 3.3

9336.75 7006.55 7006.55 7006.55 6976.10

154056.38 92486.46 69364.85 46243.23 23021.13 381418.16

0.404 0.242 0.182 0.121 0.060

Fi

（KN）

1025.36 615.56 461.67 307.78 153.22

Vi

（KN）

1025.36 1640.92 2102.60 2410.38 2563.60

5 4 3 2 1 ∑

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：

34

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图6-3 水平地震剪力作用分布

6.3.3 多遇水平地震作用下的位移验算

水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算： （△u）i = Vi/∑D ij (6-13) u i=∑（△u）k (6-14) 各层的层间弹性位移角ζe=（△u）i/hi，根据《抗震规范》，考虑砖填充墙抗侧力作用的框

架，层间弹性位移角限值[ζe]<1/550。

计算过程如下表：

表6－8 横向水平地震作用下的位移验算

层次 Vi（KN） 5 4

1025.36 1640.92

∑D i（N/mm）

759990 759990

△ui （m） ui（m）

0.00135 0.00216

0.01221 0.01086

hi（m） ζe=（△u）i /hi

3.3 3.3

1/2446 1/1528

35

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